发现暗物质存在的直接证据

美国天文学家宣布观测到暗物质．人们相信暗物质这种神秘的物质在宇宙中的总量约占宇宙总量的1／4，是“明物质”（普通物质）的5倍，在遥远的30亿光年之外有两个巨大的星系正在发生碰撞，美国NASA的钱德勒X射线望远镜和哈勃望远镜、欧洲南方天文台的超大望远镜和麦哲伦望远镜都在观察着这个壮丽的宇宙奇观，碰撞的能量非常巨大，以致使暗物质和明物质发生分离，这给了我们一个非常好的研究暗物质的机会，虽然科学家们至今仍在研究神秘的暗物质究竟以什么形态存在，但有确凿的证据显示这个宇宙中的物质大部分是暗物质。（相关论文将于近日在《天体物理杂志》发表）     

邮票上的物理学史（64）--天体物理学:新的观测手段(续)

空间技术的发展,使得有可能建造空间观测站,到太空去观测,由此建立了空间天文学.它带来的好处是:①突破大气窗口限制,把观测波段从可见光和射电波扩展到电磁波全波段,包括红外、紫外、X射线和γ射线.我们还记得,天体物理学是伴随着光谱分析而建立起来的,依靠望远镜收集的一点星光,通过测量天体的亮度和分析天体的光谱,就建立了天体物理学,现在将观测扩展到全部电磁波段,得到的信息、发现的现象就更多了.②对地面能观测的波段,也减轻或消除了大气湍动的影响,提高了分辨本领.对光学望远镜成像主要有三个限制:衍射;大气宁静度;望远镜本身的缺陷.事实上,对一些大口径望远镜,大气湍动对成像的破坏作用远远超过了衍射限制.     

自组望远镜实验的改进研究

采用自制镜筒进行自组望远镜实验,可使实验从室内走向室外,有利于调动学生的积极性。结合USB摄像头进行的相关拓展,可实现望远镜观测的数字化,有助于学生了解计算机辅助测量的现代化手段,提升实验教学效果。     

“色即是空”的物理学解析

我们人类能够感知到的这个宇宙是有限的,这一点在科学界已经无可置疑,因为宇宙在时间上是有限的,形成已有大约150亿年的时间,那么它在空间上也必然是有限的.2008年2月哈勃望远镜拍摄到距地球130亿光年的最远星系,科学家称这些星系已经很接近宇宙的边缘,宇宙的边缘距离地球约为150亿光年(150亿光年的距离和150亿年的形成时间似乎是一个巧合).     

新实验结果挑战暗能量的存在

大多数天文学家相信宇宙中“暗能量”占优势,因为这是惟一能够解释为什么宇宙在同时进行着膨胀和加速的理由.可是如今荷兰与法国的物理学家们提出暗能量可能并不存在.他们声称,最近对宇宙X射线的观测揭示了远古星团与现今星团之间令人费解的差别,这可以用不存在暗能量来解释(将     

拉伸法测金属丝杨氏模量实验装置的改进

对原有的杨氏模量实验仪存在的主要问题进行了分析,针对这些问题分别提出了相应的改进措施,克服了原有仪器存在的不足,在一定程度上可以提高实验精度。     

霍尔位置传感器法测杨氏模量实验装置的改进

利用力敏传感器原理解决了霍尔位置传感器测杨氏模量在增加砝码时人为造成刻线晃动的问题。同时,在望远镜下设置导轨,大大增加刻线清晰度的调节。     

最新测量证实“哈勃常数”的实用性

据美国《每日科学》报道,目前研究人员最新使用一种精确方法测量了宇宙的体积大小和年龄,以及它如何快速膨胀．这项测量证实了“哈勃常数”的实用性,它指示出了宇宙的体积大小,证实宇宙的年龄为137．5亿年．同时,该结果证实了宇宙暗能量的强度,暗能量对宇宙的膨胀起到了加速作用．     

天光一号预放大器实验条件的优化

天光一号预放大器是Φ12cm口径的电子束双向泵浦KrF激光双程放大器。通过调整二极管阴阳极间距,获得了从Marx发生器到二极管的最大能量传输效率和较小的后脉冲。研究了不同阳极材料和气室中不同气压下,电子束在气室中的能量沉积以及阳极膜和压力膜的寿命,并分析了膜损伤原因,将预放大器的实验条件进行优化,使预放大器能长期稳定的工作。     

天光一号预放大器实验条件的优化

 天光一号预放大器是Φ12cm口径的电子束双向泵浦KrF激光双程放大器。通过调整二极管阴阳极间距,获得了从Marx发生器到二极管的最大能量传输效率和较小的后脉冲。研究了不同阳极材料和气室中不同气压下,电子束在气室中的能量沉积以及阳极膜和压力膜的寿命,并分析了膜损伤原因,将预放大器的实验条件进行优化,使预放大器能长期稳定的工作。     

基于实验合理外推线圈在辐向磁场中的受力情况

单匝线圈在辐向磁场中的受力情况,很多教师都用纯数学方法(微元法)推导出其有效长度为线圈周长.文章用音频电流通过方形线圈,依次增加磁铁的个数让学生感觉音量的变化,并进一步合理外推出同样的结论.不仅能让学生体会基于实验合理外推这一科学的研究方法,还能让学生对扬声器的工作原理有清晰的认识.     

光通过单缝衍射实验的简易做法

光通过狭缝，随着缝的宽度变窄，光将偏离直线传播的规律，在光屏上形成明暗相间的条纹，这就是光的衍射现象．该实验通常做法是用现存的缝宽固定的单缝进行实验，虽然在屏上很容易观察到衍射条纹，但单缝宽度却不好或者不易连续改变．采用下面的简易方法进行实验，就能随意改变缝的宽度，从而清楚地观察到随着缝宽的变化屏上形成的光斑及衍射条纹的动态变化情况，在此基础上进行分析就很容易得出产生明显衍射现象的条件及单缝衍射图样的情况．     

一种霍尔效应测量磁场的设计方法

针对大学物理实验中＂霍尔效应法测量磁场＂项目只能测长直螺线管轴线上一维稳恒磁场分布的不足,提出一种设计方法,来测量任一未知稳恒磁场的二维分布,进而可扩展到测量三维分布。可使学生深刻全面理解霍尔效应测磁场的原理及磁场的性质,并可作为设计性实验项目在大学物理实验课中开出,培养学生的创新意识。     

钕铁硼磁体一维相互作用力与磁位能的测试实验

实验采用气垫导轨技术,测量了钕铁硼磁性材料一维相互作用引力与磁体间距之间的关系曲线,利用能量转化原理,通过动能的测量并利用Matelab软件进行曲线拟合,间接测量了钕铁硼磁体的磁相互作用位能与磁体间距之间的关系曲线。     

辅助永磁体厚度对单畴GdBCO超导体捕获磁场分布及其磁悬浮力的影响

研究了两种磁悬浮系统组态中圆台形辅助永磁体厚度对高温超导体捕获磁场和超导磁悬浮力的影响。结果表明,圆台形辅助永磁体的下表面和GdBCO超导体上表面同处在一个水平面上,磁化用圆台形辅助永磁体的厚度H从5 mm增加到45 mm时,超导体捕获磁场和磁悬浮力与圆台形辅助永磁体的厚度直接相关。（1）当圆台形辅助永磁体的北极垂直向上且用液氮冷却后移除辅助永磁体时,最大磁悬浮力从21.8 N增大到26.5 N,再减小到22.9 N;（2）当圆台形辅助永磁体的北极垂直向下且用液氮冷却后移除辅助永磁体时,最大磁悬浮力从20.5 N减小到11.9 N ,再增加到20.4 N;（3）两种磁悬浮系统组态中最大磁悬浮力不一致,与零场冷情况下的最大磁悬浮力14.6 N也不同。在超导磁悬浮应用系统设计中,只有科学选择辅助永磁体形状和尺寸,合理设计组合方式,才能获得较强的磁场强度,提高超导磁悬浮力特性,该结果对促进高温超导体的实际应用具有重要的指导作用。     

液体密度测量实验改进的研究

利用电动音叉仪测量液体密度,分析原实验仪器存在的不足,对原实验装置做了改进。通过测量水的密度,结果显示改进后的实验仪器不但提高了测量的精确度,而且操作更快捷、方便。     

RC 暂态电路实验的一个简易改进

采用市面上可购得的转接线,将模拟示波器所测 RC暂态电路实验中电容器上的电压信号直接传输到计算机声卡中,用免费音频处理软件Audacity显示该信号,并将其转化为文本格式,最后用微软的Excel软件处理信号数据,拟合出时间常量等参数,使学生对充放电过程有更准确的理解。结果表明,本实验方法对时间常量的测量可取得2％左右的相对误差。     

薄膜干涉实验的改进

肥皂膜干涉实验是高中物理光学部分一个重要的演示实验.做好这个演示,对于学生理解光的干涉现象和干涉条件有着重要的作用.但是由于常规实验方法自身的限制,干涉条纹可见范围很小,大多数学生看不到烛焰的像,就更谈不上看到干涉现象了.于是大多数教师在此只好口头介绍实验现象,其实验效果当然只能是事倍功半.鉴于此,笔者改变了原来用眼直接观察烛焰像的惯例,改用入射光照射肥皂膜,反射到屏上进行观察,大大提高了实验的可见度、成功率.     

软磁材料磁导率测量实验探索

软磁材料磁滞回线细长,计算精度不高时忽略其磁滞,可定义磁感应强度与磁场强度的比为磁导率。利用霍尔效应实验仪对螺线管加载软磁材料前后一端的磁感应强度进行测量,计算出该端点处的磁场强度即可计算出该种软磁材料的磁导率,实验表明在材料磁饱和后,磁导率迅速降低。     

夫琅禾费单缝衍射实验的仿真研究

根据夫琅禾费单缝衍射理论,应用MATLAB软件编程,对衍射过程进行仿真,作出单缝衍射光强分布图形,通过改变光的波长、入射方向、缝宽和焦距,观察到单缝衍射光强分布的变化规律.